DE10304778A1

DE10304778A1 - Noise attenuation apparatus for internal combustion engine, has heat generating mechanism within localized area adjacent to air duct to produce acoustic energy by air expansion in response to control signal by controller

Info

Publication number: DE10304778A1
Application number: DE10304778A
Authority: DE
Inventors: Paul Desmond Daly
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: US6839439B2; US20030152238A1; DE10304778B4

Abstract

The apparatus has an air duct with an inlet and an outlet connected to an engine that propagates noise back through the duct towards the inlet. A heat generating mechanism (28) within a localized area adjacent to the duct produces a desired amount of heat generating acoustic energy by air expansion. The acoustic profile generated in response to a control signal by a controller attenuates noise by varying the heat. An Independent claim is also included for a method for attenuating noise in an air induction system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine räumlich begrenzte Wärmeerzeugung nutzen, um ein gewünschtes, akustisches Profil zur Verminderung des Motorgeräusches eines Verbrennungsmotors, welches über ein Luftzuführungssystem verbreitet wird, zu erzeugen. The invention relates to a method and a Device that has a spatially limited heat generation use to create a desired acoustic profile Reduction in engine noise Internal combustion engine, which has a Air supply system is spread to produce.

Ein Verbrennungsmotor benötigt ein Luftzuführungssystem, um die zur Verbrennung mit dem Kraftstoff vorgesehene Luft in die Zylinder des Motors zu fördern. Das Motorgeräusch breitet sich dabei auch durch das Luftzuführungssystem aus, was sehr unerwünscht ist. Systeme zur Geräuschverminderung wurden daher in den Luftzuführungssystemen eingebaut. An internal combustion engine needs an air supply system the one intended for combustion with the fuel To promote air into the cylinders of the engine. The Engine noise also spreads through that Air supply system, which is very undesirable. Noise reduction systems have therefore been developed in the Air supply systems installed.

Ein typisches, aktives System zur Geräuschverminderung umfasst einen Lautsprecher, ein Mikrophon und einen Signalprozessor, welche im Gehäuse des Lufteinlasses angeordnet sind. Das Mikrophon nimmt dabei das Störgeräusch auf und leitet es an den Signalprozessor weiter. Der Signalprozessor berechnet ein korrigiertes, phasenverschobenes Signal und sendet dieses an den Lautsprecher, um ein gegengerichtetes Geräusch zur Geräuschauslöschung zu erzeugen. A typical, active noise reduction system includes a speaker, a microphone and one Signal processor, which is in the housing of the air inlet are arranged. The microphone takes that Noise and sends it to the signal processor further. The signal processor calculates a corrected phase-shifted signal and sends this to the Loudspeaker to produce a counter-directional sound Generate noise cancellation.

Obwohl diese Systeme sehr effektiv zur Geräuschverminderung sein können, haben sie doch zugleich auch systembedingte Nachteile. Ein Nachteil besteht in der verhältnismässig grossen Anzahl von Komponenten mit den zugehörigen, elektrischen Verbindungen, was kosten- und fertigungsintensiv ist. Ein anderer Nachteil besteht in der Grösse des Lautsprechers, um eine zufriedenstellende Geräuschverminderung erzielen zu können. Typischerweise müssen Motorgeräusche mit Frequenzen unter 110 Hz vermindert werden, was einen vergleichsweise grossen Lautsprecher und damit erheblichen Einbauraum erforderlich macht, weil die Lautsprecher bei diesen tiefen Frequenzen weniger effektiv sind. Although these systems are very effective at They can be noise reduction at the same time also system-related disadvantages. A disadvantage consists in the relatively large number of Components with the associated electrical Connections, which is costly and manufacturing-intensive. Another disadvantage is the size of the Speaker to a satisfactory To be able to achieve noise reduction. typically, must have engine noise with frequencies below 110 Hz be reduced, which is a comparatively large Loudspeaker and thus considerable installation space required because the speakers in these low frequencies are less effective.

Weiter benötigen diese Geräuschverminderungssysteme eine vergleichsweise grosse Elektrizitätsmenge von dem elektrischen, fahrzeugseitigen System, um auch grosse Störgeräuschpegel beseitigen zu können. These noise reduction systems also require one comparatively large amount of electricity from that electrical, vehicle-side system to also large To be able to eliminate noise levels.

Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung angeben zu können, die in der Lage sind, die vorstehend genannten Störgeräusche mindestens genauso gut zu vermindern, aber dabei effizienter und effektiver u. a. mit weniger Teilen und unter Vermeidung der anderen im Stand der Technik bekannten Nachteile zu arbeiten. For these reasons, it is desirable to have a procedure and to be able to specify a device that is capable of are, the above-mentioned noise at least to reduce just as well, but more efficiently and more effective u. a. with fewer parts and avoidance the other disadvantages known in the prior art work.

Ein derartiges Luftzuführungssystem für einen Verbrennungsmotor benutzt eine räumlich begrenzte Wärmeerzeugung, um ein akustisches Profil zu erzeugen, das die Störgeräusche des Motors, die durch das Lufteinlassgehäuse verbreitet werden, zumindest verringert. Dabei variiert natürlich das zeitliche vom Motor ausgehende Geräuschprofil. Deshalb erzeugt eine Heizeinrichtung eine bestimmte Wärmemenge innerhalb einer räumlich begrenzten Zone in benachbarter Lage zum Lufteinlassgehäuse. Die bestimmte Wärmemenge ist eine ausreichende Wärmemenge, um eine gewünschte, akustische Energie in Form einer sich aufgrund der Wärme spontan ausdehnenden Luft in der räumlich begrenzten Zone aufzubauen. Eine Steuervorrichtung variiert dabei die erzeugte Wärmemenge, um das gewünschte Gegengeräuschprofil zur Beseitigung des vom Motor ausgehenden Geräuschprofils aufzubauen. Das System umfasst dabei vorzugsweise einen Geräuschdetektor, welcher die Geräusche, die vom Lufteinlassgehäuse ausgehen, misst und ein entsprechendes Ausgangssignal, welches der Steuervorrichtung zugeführt wird, erzeugt. Die Steuervorrichtung erzeugt daraufhin ein Steuersignal in Antwort auf das Ausgangsignal, um das gewünschte Geräuschprofil als ein phasenverschobenes Geräuschprofil zur Auslöschung des Motorgeräuschprofils aufbauen zu können. Such an air supply system for one Internal combustion engine uses a limited space Heat generation to create an acoustic profile the engine noise caused by the Air intake housings are spreading, at least reduced. Of course, the time varies from Engine outgoing noise profile. That's why one creates Heating device within a certain amount of heat a spatially limited zone in an adjacent location to Air intake housing. The certain amount of heat is one sufficient amount of heat to achieve a desired acoustic Energy in the form of a spontaneous heat expansive air in the limited area build. A control device varies the amount of heat generated to the desired Counter noise profile to eliminate the from the engine build outgoing noise profile. The system preferably comprises a noise detector, which is the noise coming from the air intake housing go out, measure and a corresponding output signal, which is supplied to the control device. The control device then generates a control signal in response to the output signal to the desired one Noise profile as a phase-shifted noise profile to extinguish the engine noise profile can.

Eine Ausführungsform besteht in einer Heizvorrichtung, die einen Funkengenerator umfasst, welcher eine Vielzahl elektrischer Funken innerhalb einer räumlich begrenzten Zone generiert, um das phasenverschobene Geräuschprofil aufzubauen. Die elektrische Funken (Lichtbögen) heizen dabei die Luft in einem räumlich sehr begrenzten Bereich auf, wodurch eine enorm schnelle Luftexpansion auftritt, die die gewünschte, akustische Energie repräsentiert. Durch die Steuerung der Anzahl und Grösse der Funken kann so das gewünschte, akustische Profil generiert werden. One embodiment consists of a heating device which includes a spark generator that has a variety electrical sparks within a limited space Zone generated to the phase shifted noise profile build. The electrical sparks (arcs) heat the air in a very limited area on, causing an extremely rapid air expansion, which represents the desired acoustic energy. By controlling the number and size of sparks can generate the desired acoustic profile become.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Heizeinrichtung eine Anzahl von Laser umfassen, die in einem Array angeordnet sind und eine Anzahl von Laserstrahlen erzeugen, die auf eine gekrümmte Oberfläche gerichtet sind, die im Lufteinlassgehäuse angeordnet ist. Die gekrümmte Oberfläche ist dabei so geformt, dass die Laserstrahlen auf einen gemeinsamen Brennpunkt, der im wesentlich den aufgeheizten, räumlichen Bereich darstellt, reflektiert werden. Auch auf diese Weise wird daher in einem sehr begrenzten Bereich wieder eine vergleichsweise grosse Wärmekonzentration erreicht, die die gewünschte, schnelle Luftausdehnung zur Erzeugung des gewünschten, akustischen Profils herbeiführt. Durch Steuerung der Anzahl der aktivierten Laser und die zeitliche Dauer deren Aktivierung wird das gewünschte, akustische Profil erzeugt. In a further embodiment, the Heater include a number of lasers that are in arranged in an array and a number of Generate laser beams that are curved on a Surface directed in the air intake housing is arranged. The curved surface is like this shaped that the laser beams on a common Focal point, which is essentially the heated, represents spatial area to be reflected. Also in this way is therefore in a very limited Area again a comparatively large Heat concentration reached that the desired, quick Air expansion to generate the desired acoustic Profile. By controlling the number of activated lasers and their duration Activation becomes the desired acoustic profile generated.

Somit liefern die Vorrichtung und das Verfahren gemäss der Erfindung eine effektive Geräuschauslöschung, welches die Notwendigkeit für ein Lautsprecherbasierendes System eliminiert und zugleich den Raumbedarf für das aktive Geräuschminderungssystem verringert. Thus, the device and the method according to the invention an effective noise cancellation, which the need for a Speaker-based system eliminated and at the same time the Space requirement for the active noise reduction system reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Embodiments of the invention are based on a Drawing explained in more detail. Show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lufteinlasssystems mit einer Einrichtung zur Geräuschverminderung; Figure 1 is a schematic representation of an air intake system with a device for noise reduction.

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer alternativen Einrichtung zur Geräuschverminderung; Fig. 2 is a schematic representation of an alternative means for noise reduction;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren, alternativen Einrichtung zur Geräuschverminderung; Fig. 3 is a schematic representation of a further alternative means for noise reduction;

Fig. 4 ein erstes Geräuschprofil, welches von einer Einrichtung zur Geräuschverminderung erzeugt worden ist, als Lautstärkepegel gegen die Zeit; Fig. 4 is a first noise profile which has been produced by a device for noise reduction, as the volume level versus time;

Fig. 5 ein zweites Geräuschprofil; Fig. 5 is a second noise profile;

Fig. 6 ein drittes Geräuschprofil, und Fig. 6 shows a third noise profile, and

Fig. 7 ein viertes Geräuschprofil. Fig. 7 shows a fourth noise profile.

Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Lufteinlasssystem 10 umfasst ein Lufteinlassgehäuse 12, das einen Einlass 14 und einen Auslass 16 aufweist und bestimmungsgemäss an einen Motor 18 gekoppelt ist. Der Motor 18 erzeugt ein Motorgeräusch, welches sich entgegen der Strömungsrichtung der Luft rückwärts durch das Lufteinlassgehäuse 12 ausbreitet (durch Pfeile 19 angedeutet). The air inlet system 10 shown schematically in FIG. 1 comprises an air inlet housing 12 which has an inlet 14 and an outlet 16 and is, as intended, coupled to an engine 18 . The engine 18 generates an engine noise which propagates backwards through the air inlet housing 12 against the direction of flow of the air (indicated by arrows 19 ).

Ein Geräuschdetektor oder ein Geräuschsensor 20 misst das Motorgeräusch und erzeugt ein dazu korrespondierendes Ausgangssignal 22, das einem Controller 24 zugeführt wird. Der Controller 24 generiert ein Kontrollsignal 26, welches zu einer Heizeinrichtung 28 geleitet wird, die mittels räumlich begrenzt aufgeheizter Luft aufgrund deren explosionsartiger Ausdehnung ein Geräuschprofil generiert, das das Motorgeräusch, welches sich durch das Lufteinlassgehäuse ausbreitet, verringert oder sogar ganz auslöscht. Es sei angemerkt, dass mit räumlich begrenzt nicht ausschliesslich ein hermetischer Abschluss eines kleinen Luftvolumens gemeint ist, sondern einfach ein vergleichsweise kleines, nicht von einer Wandung eingeschlossenes Luftvolumen. A noise detector or a noise sensor 20 measures the engine noise and generates a corresponding output signal 22 which is fed to a controller 24 . The controller 24 generates a control signal 26 which is passed to a heating device 28 which, by means of spatially heated air, generates a noise profile due to its explosive expansion, which reduces or even completely eliminates the engine noise which is propagated through the air inlet housing. It should be noted that spatially limited does not only mean a hermetic seal of a small air volume, but simply a comparatively small air volume that is not enclosed by a wall.

Das Motorgeräusch variiert dabei mit der Zeit und weist daher ein variables Motorgeräuschprofil auf, welchem das Ausgangssignal 22 folgt. Die Heizeinrichtung 28 produziert eine vorbestimmbare Wärmemenge innerhalb einer räumlich begrenzten Zone 30, die sich benachbart zum Einlass 14 des Lufteinlassgehäuses 12 befindet. Die Wärmemenge ist dabei so gewählt, dass eine für die Erzeugung des gewünschten Geräuschprofils ausreichende, schnelle Luftausdehnung in der räumlich begrenzten Zone 30 erzielt ist. Der Controller 24 bestimmt und variiert entsprechend die mittels der Heizeinrichtung 28 erzeugte Wärmemenge. The engine noise varies with time and therefore has a variable engine noise profile, which the output signal 22 follows. The heating device 28 produces a predeterminable amount of heat within a spatially limited zone 30 which is located adjacent to the inlet 14 of the air inlet housing 12 . The amount of heat is chosen so that a rapid air expansion in the spatially limited zone 30 is achieved which is sufficient for generating the desired noise profile. The controller 24 determines and varies the amount of heat generated by the heating device 28 accordingly.

Die Heizeinrichtung 28 kann prinzipiell jede im Stand der Technik bekannte Heizquelle sein. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 umfasst die Heizeinrichtung einen elektrischen Funkengenerator 32, der eine Vielzahl elektrischer Funken 34 innerhalb der räumlich begrenzten Zone 30 generiert um das phasenverschobene, akustische (Gegen)-Geräuschprofil zu bilden. Mittels der elektrischen Funken 34 wird innerhalb eines sehr kleinen Volumens eine vergleichsweise grosse Wärmemenge eingebracht, so dass sich die dortige Luft beinahe explosionsartig ausdehnt, wodurch das zugehörige, akustische Gegengeräuschprofil durch eine geeignete Einstellung der Anzahl und der Höhe der Funken 34 entsteht. Die Anzahl und die Höhe der Funken 34 wird vom Controller 24 bestimmt, welcher entsprechend die Funkenerzeugung mit seinem Kontrollsignal 26 steuert. Dabei variieren das Kontrollsignal 26 und entsprechend auch die Anzahl und Grösse der Funken 34 in Antwort auf das variable Geräuschprofil des Motors 18. Deshalb variiert die Anzahl und/oder die Grösse der Funken 34 in dem Masse, wie sich das Geräuschprofil des Motors 18 ändert, um genau dieses störende Geräuschprofil des Motors 18 zu verringern bzw. auszulöschen. In principle, the heating device 28 can be any heating source known in the prior art. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the heating device comprises an electrical spark generator 32 , which generates a large number of electrical sparks 34 within the spatially limited zone 30 in order to form the phase-shifted acoustic (counter) noise profile. By means of the electrical sparks 34 , a comparatively large amount of heat is introduced within a very small volume, so that the air there expands almost explosively, as a result of which the associated acoustic counter-noise profile arises through a suitable setting of the number and height of the sparks 34 . The number and the height of the sparks 34 is determined by the controller 24 , which controls the spark generation accordingly with its control signal 26 . The control signal 26 and accordingly the number and size of the sparks 34 vary in response to the variable noise profile of the engine 18 . Therefore, the number and / or the size of the sparks 34 vary to the extent that the noise profile of the engine 18 changes in order to reduce or extinguish precisely this disturbing noise profile of the engine 18 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 umfasst die Heizeinrichtung 28 ein Laserarray, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 36 dargestellt ist. Das Laserarray 36 umfasst eine Anzahl von Lasern 38, welche jeweils einen Laserstrahl 40 auf eine gekrümmte Oberfläche aussenden. Die gekrümmte Oberfläche ist dabei als ein Kurventeil 42 ausgeführt, welches im Lufteinlassgehäuse 12 benachbart zum Lufteinlass 14 angeordnet ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the heating device 28 comprises a laser array, which is generally shown with the reference symbol 36 . The laser array 36 comprises a number of lasers 38 , each of which emits a laser beam 40 onto a curved surface. The curved surface is designed as a curve part 42 , which is arranged in the air inlet housing 12 adjacent to the air inlet 14 .

Eine äussere Oberfläche 44 des Kurventeils 42 ist abgewendet von einer inneren Oberfläche 46 des Lufteinlassgehäuses 12 so angeordnet, dass ein ringförmiger Strömungskanal 48 für den Luftstrom entsteht. Das Kurventeil 42 ist dabei vorzugsweise mittels Streben 50 oder dergleichen in dem Lufteinlassgehäuse 12 befestigt. Das Kurventeil 42 definiert so eine konkave Oberfläche 52, welches dem Laserarray 36 zugewendet ist. Grundsätzlich kann dabei jede Art von gekrümmtem Oberflächenprofil verwendet werden, wie z. B. eine parabolische Oberfläche. Die Laserstrahlen 40 werden auf diese konkave Oberfläche 52 ausgestrahlt und an der Oberfläche in einen Brennpunkt 56 fokussiert, so dass auch hierbei wieder von einer räumlich begrenzten Zone 30 gesprochen werden kann. In diesem Brennpunkt 56 wird eine vergleichsweise grosse Wärmemenge konzentriert, was zu einer schlagartigen Ausdehnung der dort befindlichen Luft führt, wodurch das gewünschte, akustische (Gegen)-Geräuschprofil zum Auslöschen des Motorgeräusches im Lufteinlassgehäuse 12 resultiert. Der Controller 24 aktiviert dabei selektiv eine entsprechende Anzahl von Lasern 38, um den vorbestimmten Wärmeeintrag zu generieren, was zu dem phasenverschobenen, akustische Gegenprofil führt, welches das variable Motorgeräusch vermindert oder auslöscht. An outer surface 44 of the curved part 42 is arranged facing away from an inner surface 46 of the air inlet housing 12 in such a way that an annular flow channel 48 is created for the air flow. The curve part 42 is preferably fastened in the air inlet housing 12 by means of struts 50 or the like. The curve part 42 thus defines a concave surface 52 which faces the laser array 36 . Basically, any type of curved surface profile can be used, such as. B. a parabolic surface. The laser beams 40 are emitted onto this concave surface 52 and focussed on the surface into a focal point 56 , so that one can again speak of a spatially limited zone 30 here. A comparatively large amount of heat is concentrated in this focal point 56 , which leads to a sudden expansion of the air located there, as a result of which the desired acoustic (counter) noise profile results in the extinguishing of the engine noise in the air inlet housing 12 . The controller 24 selectively activates a corresponding number of lasers 38 in order to generate the predetermined heat input, which leads to the phase-shifted, acoustic counter-profile, which reduces or eliminates the variable motor noise.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 umfasst die Vorrichtung zur Geräuschminderung den ersten Laserarray 36, der, wie oben beschrieben, arbeitet, und zusätzlich einen zweiten Laserarray 60. Der zweite Laserarray 60 umfasst eine Anzahl von Lasern 62, deren Laserstrahlen 64 ebenfalls auf eine gekrümmte Oberfläche gerichtet sind. Vorzugsweise ist dabei ein zweites Kurventeil 66 innerhalb des Lufteinlassgehäuses 12 angeordnet und nun dem Luftauslass 16 zugewendet. Die äussere Oberfläche 68 des zweiten Kurventeils 66 ist auf der abgewendeten Seite von der inneren Oberfläche 46 des Lufteinlassgehäuses 12 angeordnet, so dass der ringförmige Strömungskanal 48 für den Luftstrom zwischen dem Einlass 14 und dem motorseitigen Einlass existiert. Das Kurventeil ist mit Stegen 70 oder dergleichen an dem Lufteinlassgehäuse befestigt. Das Kurventeil 66 definiert ebenfalls eine konkave Oberfläche 72, die dem zweiten Laserarray 60 zugewendet ist. Die Laserstrahlen 64 sind auf die konkave Oberfläche 72 gerichtet, welche die Laserstrahlen 64 in eine zweite, räumlich begrenzte Zone 74, vorzugsweise der Brennpunkt des zweiten Kurventeils 66, reflektieren. Vorzugsweise ist die zweite, räumlich begrenzte Zone im Lufteinlassgehäuse 12 zwischen dem zweiten Laserarray 60 und dem zweiten Kurventeil 66 angeordnet. So wird eine grosse Wärmekonzentration in der räumlich begrenzten Zone 74 erzielbar, die wiederum eine schlagartige Luftausdehnung herbeiführt, was zu dem gewünschten Geräuschprofil führt. Der Kontroller 24 generiert ein zweites Kontrollsignal 76 zur Steuerung des zweiten Laserarrays 60. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the device for noise reduction comprises the first laser array 36 , which operates as described above, and additionally a second laser array 60 . The second laser array 60 comprises a number of lasers 62 , the laser beams 64 of which are also directed onto a curved surface. A second curve part 66 is preferably arranged within the air inlet housing 12 and now faces the air outlet 16 . The outer surface 68 of the second curve part 66 is arranged on the opposite side from the inner surface 46 of the air inlet housing 12 , so that the annular flow channel 48 for the air flow exists between the inlet 14 and the engine-side inlet. The curve part is fastened to the air inlet housing with webs 70 or the like. The curve part 66 also defines a concave surface 72 which faces the second laser array 60 . The laser beams 64 are directed onto the concave surface 72 , which reflect the laser beams 64 into a second, spatially limited zone 74 , preferably the focal point of the second curve part 66 . The second, spatially limited zone is preferably arranged in the air inlet housing 12 between the second laser array 60 and the second curve part 66 . In this way, a large heat concentration can be achieved in the spatially limited zone 74 , which in turn causes an abrupt expansion of air, which leads to the desired noise profile. The controller 24 generates a second control signal 76 for controlling the second laser array 60 .

Es sei angemerkt, dass die Geräuschsensoreinheit 20 nur einen einzigen Geräuschsensor, aber auch eine Vielzahl von Sensoren aufweisen kann, die über die Fläche des Lufteinlassgehäuses verteilt sind. Deshalb kann ein zweiter Geräuschsensor 78 optional auch benachbart zu dem zweiten Kurventeil 66 angeordnet sein, um das Geräusch zu messen und zugehöriges Ausgangssignal 80 zu generieren, das an den Controller 24 übermittelt wird. It should be noted that the noise sensor unit 20 can have only a single noise sensor, but also a multiplicity of sensors which are distributed over the surface of the air inlet housing. Therefore, a second noise sensor 78 can optionally also be arranged adjacent to the second curve part 66 in order to measure the noise and to generate the associated output signal 80 , which is transmitted to the controller 24 .

Diese Ausführung ist zweckmässig, wenn der positive und der negative Geräuschschallpuls gemeinsam generiert werden sollen. Zum Beispiel, wenn sich das Motorgeräusch mit einem negativen Schallpuls durch das System 10 ausdehnt, wie durch Pfeile 19 angedeutet, kann das erste Laserarray 36 angesteuert und aktiviert werden, um einen positiven Schallpuls zu generieren, so dass sich der negative Schallpuls des Motors 18 und der so erzeugte positive (Gegen)-Schallpuls auslöschen. Aber für den Fall, dass das Motorgeräusch von einer anderen Oberfläche als dem ersten Kurventeil 42, zweiten Kurventeil 66 oder Lufteinlassgehäuse 12 reflektiert, kann das Motorgeräusch einen phasengedrehten, positiven Schallpegelanteil im Gesamtprofil aufweisen. Dann wird entsprechend das zweite Laserarray 60 angesteuert, um einen entsprechenden, hierzu negativen Schallpegel auszubauen, um den positiven Schallpegelanteil zu vernichten. This version is useful if the positive and negative noise pulse are to be generated together. For example, if the engine noise extends through the system 10 with a negative sound pulse, as indicated by arrows 19 , the first laser array 36 can be activated and activated to generate a positive sound pulse, so that the negative sound pulse of the motor 18 and cancel the positive (counter) sound pulse generated in this way. But in the event that the engine noise reflects from a surface other than the first curve part 42 , second curve part 66 or air inlet housing 12 , the engine noise can have a phase-shifted, positive sound level component in the overall profile. The second laser array 60 is then activated accordingly in order to expand a corresponding, negative sound level in order to destroy the positive sound level component.

Somit kann hier selektiv mit der Ansteuerung eines oder beider der Laser 38 und 62 und durch die selektive Steuerung der Länge der aktiven Laserzeit ein gewünschtes, akustisches Profil erzeugt werden, um das variable Motorgeräusch zu verringern bzw. auszulöschen. Natürlich kann die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unabhängig von der in Fig. 3 gezeigten verwendet werden. Thus, a desired acoustic profile can be generated selectively by controlling one or both of the lasers 38 and 62 and by selectively controlling the length of the active laser time in order to reduce or cancel out the variable motor noise. Of course, the embodiment shown in FIG. 2 can be used independently of that shown in FIG. 3.

Wie weiter oben erläutert, aktiviert der Controller 24 die beiden Laser 38, 62, um die vorbestimmte Wärmemenge zur Erzeugung des phasenverschobenen, akustischen Profils zu generieren. Beispiele für derartige, akustische Profile sind in den Fig. 4 bis 7 gezeigt. Diese Beispiele sind anwendbar auf die Ausführungsform gemäss Fig. 2, in der das Laserarray 36 vier Laser 38 umfasst. Die geeignete, individuelle Auswahl der Laser 38 erlaubt die Modulation des akustischen Profils. Beispielsweise, wenn alle vier Laser 38 eingeschaltet sind, wird ein Geräusch ähnlich einem scharfen Impuls erzeugt, was in Fig. 4 mit einem hohen Schalldruckpegel dargestellt ist. As explained above, the controller 24 activates the two lasers 38 , 62 to generate the predetermined amount of heat for generating the phase-shifted acoustic profile. Examples of such acoustic profiles are shown in FIGS. 4 to 7. These examples are applicable to the embodiment according to FIG. 2, in which the laser array 36 comprises four lasers 38 . The suitable, individual selection of the lasers 38 allows the modulation of the acoustic profile. For example, when all four lasers 38 are turned on, a noise similar to a sharp pulse is generated, which is shown in FIG. 4 with a high sound pressure level.

Sind nur zwei oder drei Laser 38 aktiviert, hat das resultierende Geräusch der sich schlagartig ausdehnenden, aufgeheizten Luft einen weicheren Verlauf, was in Fig. 5 gezeigt ist. Werden die Laser 38 nun auch noch gepulst betrieben, dann können sehr kontrollierte Wellenformen realisiert werden, um das gewünschte Geräuschprofil zu erzeugen, was durch den periodischen Verlauf in Fig. 6 repräsentiert ist. Und zu guter Letzt kann mit einer Kombination von konstanter und gepulster Aktivierung der Laser jedes beliebige Geräuschprofil erzeugt werden, was in Fig. 7 gezeigt ist. Bezugszeichenliste 10 Lufteinlasssystem
12 Lufteinlassgehäuse
14 Einlass
16 Auslass
18 Motor
19 Pfeile
20 Geräuschsensor
22 Ausgangssignal
24 Controller
26 Kontrollsignal
28 Heizeinrichtung
30 räumlich begrenzte Zone
32 elektrischer Funkengenerator
34 elektrische Funken
36 erstes Laserarray
38 Laser
40 Laserstrahl
42 erstes Kurventeil
44 äussere Oberfläche des ersten Kurventeils 42
45 innere Oberfläche des Lufteinlassgehäuses 12
48 ringförmiger Strömungskanal
50 Streben
52 konkave Oberfläche
56 Brennpunkt
60 zweites Laserarray
62 Laser
64 Laserstrahlen
66 zweites Kurventeil
68 äussere Oberfläche des zweiten Kurventeils 66
70 Stege
72 konkave Oberfläche
74 zweiter Brennpunkt
76 zweites Kontrollsignal
78 zweiter Geräuschsensor
80 zweites Ausgangssignal
If only two or three lasers 38 are activated, the resulting noise of the suddenly expanding, heated air has a softer course, which is shown in FIG. 5. If the lasers 38 are now also operated in a pulsed manner, then very controlled waveforms can be implemented in order to generate the desired noise profile, which is represented by the periodic course in FIG. 6. And finally, with a combination of constant and pulsed activation of the laser, any noise profile can be generated, which is shown in FIG. 7. Legend: 10 air intake system
12 air inlet housing
14 admission
16 outlet
18 engine
19 arrows
20 noise sensor
22 output signal
24 controllers
26 control signal
28 heating device
30 limited area
32 electric spark generator
34 electric sparks
36 first laser array
38 lasers
40 laser beam
42 first part of the curve
44 outer surface of the first curve part 42
45 inner surface of the air inlet housing 12
48 annular flow channel
50 struts
52 concave surface
56 focus
60 second laser array
62 lasers
64 laser beams
66 second part of the curve
68 outer surface of the second curve part 66
70 bridges
72 concave surface
74 second focus
76 second control signal
78 second noise sensor
80 second output signal

Claims

An active noise reduction device for an air intake system ( 10 ) of a motor vehicle, comprising:
an air inlet housing ( 12 ) which has an inlet ( 14 ) for sucking in air and an outlet ( 16 ) for supplying the motor ( 18 ) with air as intended, an engine noise passing through the air inlet housing ( 12 ) towards the inlet ( 14 ) propagates,
a heater ( 28 ) for selectively generating a predeterminable amount of heat in a spatially limited zone ( 30 ) which is arranged adjacent to the air inlet housing ( 12 ), the predeterminable amount of heat being sufficient to cause an acoustic sound level due to the in the spatially limited zone build up the air expansion occurring heat input, and
a control unit ( 24 ) which sends a control signal ( 26 ) to the heating device ( 28 ) for the control thereof in order to generate the acoustic noise profile to attenuate the engine noise.

2. Device according to claim 1, characterized in that a noise sensor ( 20 , 78 ) is provided for detecting the noise emanating from the air inlet housing ( 12 ), the noise sensor ( 20 , 78 ) providing an output signal ( 22 , 80 ) to the control unit ( 24 ) transmitted.

3. Device according to claim 2, characterized in that the control unit ( 24 ) generates a control signal ( 26 , 76 ) corresponding to the output signal ( 22 , 80 ) for generating the desired acoustic profile in the form of a phase-shifted signal.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spatially limited zone ( 30 ) in the air inlet housing ( 12 ) is arranged near the air inlet ( 14 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating device ( 28 ) comprises a generator ( 32 ) for electrical sparks ( 34 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating device ( 28 ) comprises a first laser array ( 36 ), the lasers ( 38 ) of which are activated individually or jointly, around those located in the spatially limited zone ( 30 ) Heating up air to generate the phase-shifted acoustic profile.

7. The device according to claim 6, characterized in that a first curve part ( 42 ) is arranged in the air inlet housing ( 12 ), which offers a concave surface ( 52 ) for focusing the laser beams ( 40 ), the concave surface ( 52 ), facing away from the inlet ( 14 ) is arranged.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the heating device ( 28 ) comprises a second laser array ( 60 ), the lasers ( 62 ) emitting their laser beams ( 64 ) onto a second, curved surface which is between the first curve part ( 42 ) and the air outlet ( 16 ) is arranged.

9. The device according to claim 8, characterized in that the second, curved surface is formed by means of a second curve part ( 66 ) which forms a second, concave surface ( 72 ) for focusing the laser beams ( 64 ) of the second laser array ( 60 ), wherein the second concave surface ( 72 ) is oriented in the opposite direction of the first concave surface ( 52 ).

10. A method for reducing the noise of an internal combustion engine ( 18 ) which is propagated via an air supply system ( 10 ), in which
the engine noise is propagated through an air inlet housing ( 12 ) which includes an air inlet ( 14 ) through which air is drawn in and an air outlet ( 16 ) through which the air is supplied to the internal combustion engine ( 18 );
a predeterminable amount of heat is introduced in a spatially limited zone ( 30 ), which is arranged in the region of the air inlet housing ( 12 ), in order to build up an acoustic noise profile by means of the rapid air expansion caused by the amount of heat, and
the amount of heat is varied depending on the engine noise profile to produce an acoustic (counter) noise profile.

11. The method according to claim 10, characterized in that the engine noise propagating from the air inlet housing ( 12 ) is detected and an output signal ( 22 ) corresponding thereto is generated and the predetermined amount of heat is set as a function of this output signal ( 22 ).

12. The method according to claim 11, characterized in that a variable noise profile using the amount of heat out of phase with the engine noise profile for reduction of the engine noise profile is set.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the amount of heat is generated in the form of electrical sparks ( 34 ).

14. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the amount of heat is generated by focusing laser beams ( 40 , 64 ) on a focal point ( 56 , 74 ).

15. The method according to claim 14, characterized in
that a curved surface is arranged in the air inlet housing ( 12 ), and
that the lasers ( 38 , 62 ) are selectively activated and their laser beams ( 40 , 64 ) are focused on the curved surface and from there on the focal point ( 56 , 74 ).

16. Active noise cancellation system for an air supply system ( 10 ) to an internal combustion engine ( 18 ), which comprises the following components:

a) an air inlet housing ( 12 ) which comprises an inlet ( 14 ) for sucking in air and an outlet ( 16 ) for supplying the sucked air to the internal combustion engine ( 18 ), the engine noise spreading through the air inlet housing ( 12 );

b) a noise sensor ( 20 , 78 ) for detecting the noise emanating from the air inlet housing ( 12 ) and for generating an output signal ( 22 , 80 ) corresponding thereto;

c) a first curve part ( 42 ) which is arranged in the air inlet housing ( 12 ) and is arranged at full distance from the inner surface ( 46 ) of the air inlet housing ( 12 ) in order to produce an annular air duct ( 48 ) which defines the inlet ( 14 ) and outlet ( 16 ) connects;

d) a first laser array ( 36 ) with a number of lasers ( 38 ), the lasers ( 38 ) being selectively activatable laser beams ( 40 ) on the first curve part ( 42 ), which focuses the laser beams ( 40 ) on the focal point ( 56 ) , emit to introduce a predeterminable amount of heat; and

e) a control unit ( 24 ) for determining which of the lasers ( 38 ) must be activated in response to the output signal ( 22 ) in order to generate the desired acoustic counter-noise profile to reduce engine noise.

17. Active noise cancellation system according to claim 16, characterized in that
a second curve part ( 66 ) is arranged in the air inlet housing ( 12 ) between the first curve part ( 42 ) and the outlet ( 16 ), and
that a second laser array ( 60 ) is provided with a number of lasers ( 62 ), the lasers ( 62 ) of which can be selectively activated laser beams ( 64 ) onto the second curve part ( 66 ) which direct the laser beams ( 64 ) onto a second focal point ( 74 ) focused, emits in order to generate a second, predeterminable amount of heat for generating a second, phase-shifted counter-noise profile, the engine noise being able to be reduced by means of the first and the second counter-noise profile.